一种耐高压水下实验测量辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种耐高压水下实验测量辅助系统，主要用于船舶模型及零件的测试，其包括旋转升降和水平移动子系统，其电气控制子系统的驱动单元包括控制升降装置的升降杆升降的升降驱动件、控制旋转装置带动升降装置旋转的旋转驱动件和控制水平移动子系统带动测试装置作直线运动的各水平移动驱动件；升降装置的升降杆穿过水下动密封子系统伸入高压密封水舱内；各水平移动驱动件的运动部穿过水下动密封子系统伸入高压密封水舱内。通过本发明专利技术的系统，可使被测试件在高压密封水舱内旋转、升降，使测量设备在高压密封水舱内水平移动，进而自动完成船舶模型及零件在筒内的吊装和转动等，并可获得高精度的数据采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐高压水下试验测量辅助系统，尤其是使被测试件在高压密封水舱内旋转、升降，使测量设备在高压密封水舱内水平移动的测量辅助系统。
技术介绍
当前，中国船舶工业正面临良好的发展机遇，随着中国经济和对外贸易的快速发展，国内船舶需求呈现持续增长趋势。船舶工业的快速发展，对船舶性能提出更高要求。通过在高压密封水舱内模拟所需的静水压力、温度环境，对船舶模型及零件进行结构测试是必不可少的。现有的压力环境试验中，船舶模型及零件在筒内的吊装和转动等均是手动完成的，这样极大地降低了试验的精度和效率。同时，为了实现高精度的数据采集，密封舱内的测量设备需要通过移动进行数据采集。因此，设计一套使用方便，控制精度高的自动试验测量辅助装置，可以节约试验成本，大大缩短从实验到实际运用时间，为船舶设计提供重要依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可使被测试件在高压密封水舱内旋转、升降，使测量设备在高压密封水舱内水平移动的耐高压水下实验测量辅助系统。本专利技术采用的技术方案为一种耐高压水下实验测量辅助系统，包括旋转升降子系统，其包括升降装置、旋转装置和用于安装该被测试件的试件安装法兰， 所述试件安装法兰安装于升降装置的升降件上；所述升降杆穿过与其对应配置的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内； 水平移动子系统；电气控制子系统，其驱动单元包括控制升降装置的升降杆升降的升降驱动件、控制旋转装置带动升降装置整体旋转的旋转驱动件和控制所述水平移动子系统带动测试装置在水平方向上作直线运动的各水平移动驱动件；以及，各水平移动驱动件的运动部穿过与各自一一对应配置的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内。优选地，所述水下动密封子系统包括密封套筒、轴向密封件和端向密封件，所述密封套筒的内壁在末段从上至下设置有多条密封道，每条密封道内均安装有所述轴向密封件；所述密封套筒安装于高压密封水舱内的与各自相对应的安装架体中，并通过其安装顶板支撑于安装架体上，所述安装顶板与安装架体固连在一起，所述安装顶板的底面上设置有端面密封道，所述端面密封件安装于端面密封道中，以实现安装顶板与安装架体间的密封。优选地，所述水平移动子系统包括用于安装测试装置的车架和带动车架在水平方向上直线运动的传动装置，所述车架与传动装置一一对应配置；各水平移动驱动件的运动部均通过万向联轴器和与各自相对应的传动装置相连接。优选地，所述水平移动驱动件通过弹性联轴器与减速机连为一体，所述减速机的活动部通过与各水平移动驱动件相对应的水下动密封子系统向外伸出后通过所述万向联轴器与传动装置连接。优选地，所述旋转装置包括旋转装置箱体、蜗轮和蜗杆传动副，以及中空的回转轴，所述回转轴通过轴承安装于旋转装置箱体中，蜗轮以限制其相对转动的方式连接于回转轴上，所述旋转驱动件安装于旋转装置箱体上，并与蜗杆连接；所述回转轴的上端面上固连有安装法兰，所述升降装置固装在所述安装法兰上，所述升降装置的升降杆穿过回转轴进入与其相对应的水下动密封子系统中。优选地，所述升降装置包括升降装置箱体和均位于升降装置箱体内部的所述升降杆，以及蜗轮和蜗杆传动副；所述升降杆包括丝杠和固连于其下端的连接轴，所述连接轴和与升降装置相对应的水下动密封子系统配合，所述试件安装法兰安装于连接轴的伸入高压密封水舱内的末端上；所述升降驱动件带动蜗杆转动，蜗轮以螺纹连接的方式套装于丝杠上； 所述丝杠的从升降装置箱体的顶面向外伸出的顶部外固装有非圆形尾罩，所述非圆形尾罩与升降装置箱体之间以限制其相对转动的方式配合连接。优选地，所述水平移动子系统包括用于安装测试装置的车架、导轨和与车架一一对应配置的传动装置，所述传动装置在水平移动驱动件的驱动下带动车架在导轨上作直线运动；所述导轨包括两个彼此平行设置的单侧导轨，所述车架的一端与一侧的单侧导轨配合，另一端与另一侧的单侧导轨配合，相邻车架的传动装置分设于不同的单侧导轨的外侧。优选地，所述单侧导轨包括多段导轨段，多段导轨段顺次拼接在不锈钢材质的工字钢衬块上，所述工字钢衬块固连在沿车架的运动方向分布的多个导轨支撑上。优选地，所述车架为“T”型，其包括相互垂直设置的横跨和纵跨，所述横跨的自由端和纵跨的两端均安装一个滚动轮；所述车架通过横跨上滚动轮与一单侧导轨配合，通过纵跨上的两个滚动轮与另一单侧导轨配合；所述传动装置与车架的纵跨连接。优选地，所述传动装置采用了不锈钢的链轮带动链条的链传动机构，所述水平移动驱动件带动作为主动轮的链轮转动，所述纵跨通过连接板与链条固连；所述链条的紧边采用托板进行过渡，所述托板上衬以塑料凹槽板，所述链条容置于塑料凹槽板的沿车架运动方向设置的凹槽内。本专利技术的有益效果为通过本专利技术的耐高压水下实验测量辅助系统，可使被测试件在高压密封水舱内旋转、升降，使测量设备在高压密封水舱内水平移动，进而自动完成船舶模型及零件在筒内的吊装和转动等，并可获得高精度的数据采集。本专利技术通过采用水下动密封子系统将驱动单元和由其驱动的位于高压密封水舱内部的水平移动子系统和旋转升降子系统进行密闭隔离，进而降低了对硬件的要求，大大降低了测试成本。附图说明图1为本专利技术所述耐高压水下实验测量辅助系统的总体结构框图； 图2为图1所示旋转升降子系统的结构示意图3为图2所示升降装置的结构示意图； 图4为示出了图2所示旋转装置的剖视图；图5为图1所示水平移动子系统的结构示意图； 图6a和6b分别为图5所示导轨的主视图和侧视图； 图7为图5所示传动装置的主视图； 图8a和8b分别为图5所示T型车架的主视图和俯视图； 图9为图1所示水下动密封子系统的结构示意图； 图10示出了图7所示传动装置与其驱动电机间的连接结构。具体实施例方式如图1和2所示，本专利技术的耐高压水下实验测量辅助系统包括旋转升降子系统1 和水平移动子系统2，其中，如图2所示，该旋转升降子系统1包括升降装置11、旋转装置12 和用于安装该被测试件的试件安装法兰13，该试件安装法兰13安装于升降装置11的升降件上。该耐高压水下实验测量辅助系统还包括电气控制子系统4，其驱动单元包括控制升降装置11的升降杆作升降运动的升降驱动件Mil、控制旋转装置12带动升降装置11整体旋转的旋转驱动件M12和控制水平移动子系统2带动测试装置在水平方向上作直线运动的各水平移动驱动件M2。如图1所示，该耐高压水下实验测量辅助系统还包括与该旋转升降子系统对应配置的一套水下动密封子系统3，和与各水平移动驱动件M2 —一对应配置的各套水下动密封子系统3，该升降装置11的升降杆穿过与其相对应的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内，各水平移动驱动件M2的运动部穿过与各自相对应的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内。由此，所述旋转升降子系统1的升降杆和水平移动子系统2在高压密封舱内运行时，可通过水下动密封子系统3实现密闭，使电气控制子系统4与高压水下环境相隔离，保证耐高压水下实验测量辅助系统的安装性和可靠性，另外，由于采用该种结构，电气控制子系统4的驱动单元无需采用耐高压的防水电机，部分机械结构也无需进行密封处理和采用防腐蚀材料，因此，可以大大降低设计成本。如图1、4、9和10所示，该水下动密封子系统3包括密封套筒33、轴向密封件32和端向密封件31，该密封套筒33的内壁在末段从上至下设置有多条密封道，每条密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种耐高压水下实验测量辅助系统，其特征在于：包括，　　　　　旋转升降子系统，其包括升降装置、旋转装置和用于安装该被测试件的试件安装法兰，所述试件安装法兰安装于升降装置的升降件上；所述升降杆穿过与其对应配置的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内；　　　　　水平移动子系统；　　　　　电气控制子系统，其驱动单元包括控制升降装置的升降杆升降的升降驱动件、控制旋转装置带动升降装置整体旋转的旋转驱动件和控制所述水平移动子系统带动测试装置在水平方向上作直线运动的各水平移动驱动件；以及，各水平移动驱动件的运动部穿过与各自一一对应配置的水下动密封子系统伸入高压密封水舱内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉顺，陆旭红，秦海瑞，邱冬雷，杜新光，杜艳青，杨迪，张春晖，
申请(专利权)人：上海市东方海事工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31